生物技术通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (5): 165-174.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1066
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收稿日期:2024-11-06
出版日期:2025-05-26
发布日期:2025-06-05
通讯作者:
冯雪,女,副教授,研究方向 :蔬菜栽培;E-mail: fengxue1978@126.com作者简介:周志国,男,博士,副教授,研究方向 :蔬菜学;E-mail: zhiguo__zhou@163.com
基金资助:
ZHOU Zhi-guo(
), FAN Shuang-hu, DENG Chen, FENG Xue(
)
Received:2024-11-06
Published:2025-05-26
Online:2025-06-05
摘要:
目的 分析不同浓度的2,4-表油菜素内酯(2,4-EBR)对镉胁迫下胡萝卜幼苗的生长特性、生理指标及镉吸收转运相关基因表达的影响,为胡萝卜对镉抗性的相关研究提供理论支撑。 方法 以胡萝卜‘红芯四号’为试验材料,采用实验室水培的方法,研究不同浓度(0.1、0.5、1和1.5 μmol/L)2,4-EBR对CdCl2胁迫下胡萝卜幼苗生长特性、光合作用、抗氧化酶活性以及镉吸收转运相关基因表达的影响。 结果 胡萝卜幼苗在0.1 mmol/L镉胁迫条件下生长受到显著抑制,外源施加1 μmol/L 2,4-EBR可以抑制镉离子的吸收和转运,促进胡萝卜幼苗根长和株高的增加,提高叶片SOD、POD、CAT和APX的活性,增加光合色素含量并提高叶片光合效率,抑制镉吸收转运相关基因DcHMA3、DcHMA4、DcCAX2、DcCAX4的表达,维持植物体氧化还原代谢途径平衡。 结论 2,4-EBR可促进胡萝卜根茎生长,增强抗氧化酶活性,提高光合效率,调节GSH-PCs代谢途径以及调控相关基因表达量,从而缓解胡萝卜幼苗在镉胁迫下的伤害,而且最适宜的2,4-EBR处理浓度为1 μmol/L。
周志国, 樊双虎, 邓晨, 冯雪. 2,4-表油菜素内酯对镉胁迫下胡萝卜幼苗生理特性的影响[J]. 生物技术通报, 2025, 41(5): 165-174.
ZHOU Zhi-guo, FAN Shuang-hu, DENG Chen, FENG Xue. Effects of Exogenous 2,4-Epibrassinolide on Physiological Characteristics of Daucus carota L. Seedlings under Cadmium Stress[J]. Biotechnology Bulletin, 2025, 41(5): 165-174.
| 试剂 Reagent | 体积 Volume (μL) |
|---|---|
| cDNA模板 cDNA template | 1 |
| 正向引物 Forward primer | 0.5 |
| 反向引物 Reverse primer | 0.5 |
| 2xGreen qPCR混合物 2xGreen qPCR Mixture | 10 |
| DEPC-ddH2O | 8 |
表1 PCR反应体系
Table 1 PCR reaction system
| 试剂 Reagent | 体积 Volume (μL) |
|---|---|
| cDNA模板 cDNA template | 1 |
| 正向引物 Forward primer | 0.5 |
| 反向引物 Reverse primer | 0.5 |
| 2xGreen qPCR混合物 2xGreen qPCR Mixture | 10 |
| DEPC-ddH2O | 8 |
| 基因 Gene | 正向引物 Forward primer (5′‒3′) | 反向引物 Reverse primer (5′‒3′) |
|---|---|---|
| DcHMA3 | CAATGGAGCCACTCTCTAACTC | GACCTGCCTTACTTCTGAACTT |
| DcHMA4 | ATTGGGCATCATCACCTACTC | GCAACACTCCTTGCTCAAAC |
| DcCAX2 | GTGAGTCGAAAGCCTCAGAAA | CTTGATCTCCACTCGTTCATCC |
| DcCAX4 | GCCATGGCAAATGGAGAATG | CAACGACGAGGCCGAAATA |
| DcActin | CGGTATTGTGTTGGACTCTGGTGAT | CAGCAAGGTCAAGACGGAGTAGG |
表2 引物设计
Table 2 Primers design
| 基因 Gene | 正向引物 Forward primer (5′‒3′) | 反向引物 Reverse primer (5′‒3′) |
|---|---|---|
| DcHMA3 | CAATGGAGCCACTCTCTAACTC | GACCTGCCTTACTTCTGAACTT |
| DcHMA4 | ATTGGGCATCATCACCTACTC | GCAACACTCCTTGCTCAAAC |
| DcCAX2 | GTGAGTCGAAAGCCTCAGAAA | CTTGATCTCCACTCGTTCATCC |
| DcCAX4 | GCCATGGCAAATGGAGAATG | CAACGACGAGGCCGAAATA |
| DcActin | CGGTATTGTGTTGGACTCTGGTGAT | CAGCAAGGTCAAGACGGAGTAGG |
处理 Treatment | 地上部镉含量 Cd content in aerial parts (mg/kg) | 地下部镉含量 Cd content in underground (mg/kg) | 地上部富集系数 Overground enrichment coefficient | 地下部富集系数 Underground enrichment coefficient | 转运系数 Transfer coefficient |
|---|---|---|---|---|---|
| CK2 | 65.18±2.80a | 319.00±1.78a | 2.61±0.11a | 12.76±0.07a | 0.20±0.01a |
| T1 | 56.81±0.91b | 267.80±2.07b | 2.27±0.04b | 10.71±0.08b | 0.21±0.00a |
| T2 | 45.81±0.93c | 250.60±3.75c | 1.83±0.04c | 10.02±0.15c | 0.18±0.00b |
| T3 | 31.67±1.62e | 233.17±3.73d | 1.27±0.06e | 9.33±0.15d | 0.14±0.01c |
| T4 | 41.17±0.90d | 246.53±0.95c | 1.65±0.04d | 9.86±0.04c | 0.17±0.00b |
表3 2,4-表油菜素内酯对镉胁迫下胡萝卜幼苗各部分镉含量的影响
Table 3 Effects of exogenous 2,4-EBR on cadmium content of different parts in carrot under cadmium stress
处理 Treatment | 地上部镉含量 Cd content in aerial parts (mg/kg) | 地下部镉含量 Cd content in underground (mg/kg) | 地上部富集系数 Overground enrichment coefficient | 地下部富集系数 Underground enrichment coefficient | 转运系数 Transfer coefficient |
|---|---|---|---|---|---|
| CK2 | 65.18±2.80a | 319.00±1.78a | 2.61±0.11a | 12.76±0.07a | 0.20±0.01a |
| T1 | 56.81±0.91b | 267.80±2.07b | 2.27±0.04b | 10.71±0.08b | 0.21±0.00a |
| T2 | 45.81±0.93c | 250.60±3.75c | 1.83±0.04c | 10.02±0.15c | 0.18±0.00b |
| T3 | 31.67±1.62e | 233.17±3.73d | 1.27±0.06e | 9.33±0.15d | 0.14±0.01c |
| T4 | 41.17±0.90d | 246.53±0.95c | 1.65±0.04d | 9.86±0.04c | 0.17±0.00b |
图1 2,4-表油菜素内酯对镉胁迫下胡萝卜幼苗生长指标的影响图中不同小写字母表示在0.05水平差异显著;CK1为清水对照组,下同
Fig. 1 Effects of exogenous 2,4-EBR on growth index of carrot under cadmium stressDifferent lowercase letters indicate significant differences between groups (P<0.05); CK1 was the water control group. The same below
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